八氨苯基POSS交联改性聚氨酯弹性体的制备与性能

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聚氨酯弹性体的制备与应用研究

聚氨酯弹性体的制备与应用研究

聚氨酯弹性体的制备与应用研究引言聚氨酯弹性体是一种具有良好弹性和耐磨性的材料,广泛应用于各个领域。

近年来,随着科学技术的不断进步,对聚氨酯弹性体的制备方法和应用领域进行了深入研究。

本文将从聚氨酯弹性体的制备方法和应用领域两个方面进行探讨。

一、聚氨酯弹性体的制备方法聚氨酯弹性体的制备方法主要包括溶液共混法、热固化法和溶胶-凝胶法。

1. 溶液共混法溶液共混法是聚氨酯弹性体较为常用的制备方法之一。

该方法通过将聚氨酯树脂和溶剂一起混合搅拌,并加入适量的交联剂,在一定的温度下反应一段时间后,得到弹性体。

这种制备方法的优点是工艺简单,适用于大规模生产。

但是由于溶剂的使用,对环境造成一定的污染。

2. 热固化法热固化法是一种无溶剂制备聚氨酯弹性体的方法。

在该方法中,将聚氨酯树脂和交联剂混合搅拌,然后通过加热使其发生交联反应,最终得到弹性体。

这种方法具有工艺简单、无需使用溶剂、对环境无污染等优点。

然而,相比于溶液共混法,热固化法的工艺要求更高,反应时间和温度需要更加精确控制。

3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种制备纳米聚氨酯弹性体的方法。

首先,在溶液中形成胶体颗粒,然后通过溶胶-凝胶转化使颗粒固化成聚氨酯弹性体。

这种方法的优点是可以制备出具有纳米级结构的弹性体,拥有更好的力学性能和稳定性。

然而,该方法的制备过程较为复杂,需要较长时间和专业设备。

二、聚氨酯弹性体的应用领域聚氨酯弹性体因其良好的物理性质和化学稳定性,被广泛应用于以下领域。

1. 汽车工业聚氨酯弹性体在汽车工业中应用广泛。

它可以用于汽车座椅、悬挂系统、密封件等部件的制造,具有优异的耐磨性和减震性能,提高了汽车的舒适性和安全性。

2. 医疗领域聚氨酯弹性体在医疗领域具有重要的应用价值。

它可以用于制造人工关节、心脏起搏器、皮肤修复材料等医疗器械,具有生物兼容性好、耐磨性高的特点,有效提高了医疗器械的使用寿命。

3. 体育器材聚氨酯弹性体广泛用于制造体育器材,如跑鞋、运动垫等。

POSS改性聚氨酯的合成及性能_王文平

POSS改性聚氨酯的合成及性能_王文平
第 29 卷第 1 期 2013 年 1 月
高分子材料科学与工程
POLYMER MA TERIALS SCIENCE AND ENGINEERING
Vol .29, No .1 Jan .2013
POSS 改性聚氨酯的合成及性能
王文平 , 丁伟良 , 吕晓勇 , 俞 建 , 江 航
(合肥工业大学化学工程学院 , 安徽 合肥 230009)
羟基 POSS 的合成 , 具体合成方法参考文献[ 9] : 50 m L 单口烧瓶中加入一定量的 POSS-Cl 、N , N-二甲
收稿日期 :2012-04-04 基金项目 :国家自然科学基金资助项目(50673023) 通讯联系人 :王文平 , 主要从事复合材料的研究 , E-mail :w ap @hf ut .edu .cn
1 实验部分 1 .1 主要原料和仪器
1 , 3 , 5 , 7 , 9 , 11 , 13-苯基-15-二乙醇胺丙基笼形低 聚倍半硅氧烷(羟基 POSS):实验室合成 ;甲苯-2 , 4二异氰酸酯(2 , 4-TDI):分析纯 , 国药集团化学试剂有 限公司 ;聚乙二醇 4000 :C .P ., 广东汕头市西陇化工
4 个亚甲基 的引 入 。 从 Fig .1b 中可 以清 晰的看 到 : 1092 cm -1为C -O -C 的伸缩振动峰 , 1467 cm -1处为 苯环上的特 征吸收 峰 , 1721 cm -1 对应于 N H -C =O (碳 胺 键)的 特 征 吸 收 峰 , 2275 cm -1 处 为 端 基 的 N =C =O(异氰酸酯)的特征 吸收峰 , 2890 cm -1 对应 于聚乙二醇 4000 链段上的 亚甲 基 CH2 的特征 吸收 峰 。 在 Fig .1c 中 除 了 可 以 看 到 1467 cm -1 、1721 cm -1 、2275 cm -1 、2890 cm -1对应于的相应的同样的

基于聚氨酯材料的热塑性弹性体的制备及其性能研究

基于聚氨酯材料的热塑性弹性体的制备及其性能研究

基于聚氨酯材料的热塑性弹性体的制备及其性能研究聚氨酯是一类具有独特性质的高分子材料,其在工业和生活中有着广泛的应用。

其中,基于聚氨酯材料的热塑性弹性体是一种新型的高分子材料,其具有优异的可塑性和弹性,可广泛用于汽车、建筑、家居等领域。

本文将介绍热塑性弹性体的制备方法以及其性能研究进展。

一、热塑性弹性体的制备方法热塑性弹性体的制备需要选择适宜的原材料和制备工艺,以下将具体介绍聚氨酯热塑性弹性体的制备方法。

1. 原材料选择聚氨酯热塑性弹性体的制备主要依赖于两种原材料:聚氨酯原料和交联剂。

聚氨酯原料包括两种:聚异氰酸酯和聚醚多元醇。

聚异氰酸酯是一种含有异氰酸酯基团的多聚体,而聚醚多元醇是一种含有羟基的多元醇。

两者在一定的反应条件下可以通过反应来制备聚氨酯。

交联剂主要是聚醚二醇乙二醇醚基的聚氧化亚乙基三醇。

交联剂的添加可以增加热塑性弹性体的交联度,提高其强度、刚性和耐热性等性能。

2. 制备工艺将聚异氰酸酯和聚醚多元醇按一定比例混合搅拌,加入交联剂,在高温下进行加速反应和串联反应,得到聚氨酯热塑性弹性体。

热塑性弹性体的制备工艺对其性能有着较大的影响。

需要在制备过程中控制反应条件,如温度、时间、原料比例等,以得到理想的物理和化学性能。

二、热塑性弹性体的性能研究热塑性弹性体具有优异的物理和化学性质,以下将介绍其主要的性能研究进展。

1. 机械性能热塑性弹性体具有优异的拉伸强度、断裂伸长率和回弹率等性能,主要归结于其高度交联的三维网络结构和柔性的线性链段。

研究发现,通过改变交联剂的添加量和反应条件等,可以显著影响热塑性弹性体的机械性能。

2. 热稳定性热塑性弹性体在高温下也具有较好的稳定性,不易发生热分解和氧化反应。

研究发现,聚氨酯中芳香基的含量与其热稳定性密切相关,增加芳香含量可以有效提高热塑性弹性体的热稳定性。

3. 耐光性热塑性弹性体在阳光下会发生老化,如色泽变化、硬化、开裂、脆化等。

研究表明,引入紫外线吸收剂可以有效提高热塑性弹性体的耐光性,防止其老化。

POSS化学改性聚氨酯的研究进展

POSS化学改性聚氨酯的研究进展

物理 共混 改性 聚氨 酯适 用 于 隋性 的 Ts型 POSS 单体 ,其优点在于操作简便 ,缺点是不 同官能团 POSS和聚 氨酯 的溶解 度相 差 较大 ,在 纳米 尺度 上 易 发生 团 聚和相 分离 影 响改 性效 果 。P 化 学改性 则 可 以避 免类 似情 况 的发生 ,根 据 POSS侧 基官 能 团 的 不 同 ,化 学法 改性 聚氨 酯可 以分 为三 类 :(1)单 官能 团 POSS单体 接枝 到 聚氨酯 主链 或侧 链 上形成 的“接 枝 型”或 “悬挂 型 ”结 构 ;(2)双官 能 团 POSS单 体 通过 聚合 反应 形成 的 “串珠 型”或 “直链 型”结 构
and the efect m echan ism was discussed.
Key words:Polyhedral oligomeric silsesquioxane(POSS);Polyurethane;Chemical modif ication;Progress
聚氨 酯 (PU)因其 独特 的加 工性 能 ,被 广 泛应 用 于交 通 运输 、电子 、建 筑 、机械 、轻 工 纺织 和石 油化工等领域 。近年来 ,随着人们环保意识逐渐增 强 ,传统溶剂型聚氨酯受到了较大的限制 ,新型水 性聚氨酯 (WPU)逐渐被人们重视。 。 但聚氨酯材 料往往存在热性能不好 、耐高低温性能差 、加工性 能 不强 和 施工 不便 等 缺点 。通 过对 聚 氨酯进 行 改性 可 以调 整 其体 系 中软 硬段 的相 分离 程度 和链 段 结 晶 化 及 氢键作 用 ,得 到 性能优 异 的聚 氨酯 材料 。
摘 要 :多面体低聚倍半硅氧烷 (POSS)独 特的笼型结构可以在分子层面上影 响聚氨酯材料体 系的软硬链

POSS改性聚氨酯的研究进展

POSS改性聚氨酯的研究进展
改 性 聚氨酯 的研 究进 展 。
1 物 理共 混法
如 内交联 改性 、 交联 改性 、 外 自交 联 改性 等 。 近年来 , 多面体 齐 聚倍半 硅 氧烷 ( O S 改 性 聚 P S)
氨酯 的研 究 引 起 了 国 内 外 研 究 人 员 的 极 大 关 注 。 PS O S是 一类 三维 立体 结构 的有 机/ 无机 杂 化物 。分 子式 为 ( SO ) ( R i n=6 8 1 、 、2等 ) R 可 为烷 基 、 , 芳
和化 学性 质 的聚 氨酯材 料 。改性 方 法主要 为 有机 树 脂复 合改 性 、 天然 高分 子改 性 , 聚氨 酯主链 结 构改性
材料 , 具有 表 面效 应 、 尺 寸 效 应 、 米 量 子 尺 寸效 小 纳
应 等 特 殊 性 质 。将 P S O S引 入 聚 氨 酯 体 系 中 , 能够 在 纳 米尺 度上 改性 聚氨 酯 , 提高 聚 氨酯 的热稳 定性 、 耐 水性 、 候性 以及 力 学 强 度 等 性 能 。作 者从 物理 耐 共 混 法和化 学 改 性 法 两 个 方 面综 述 了近 年 来 P S OS
刘 新 许 , 凯 付 子 恩 陈 鸣才
( .中 国科 学 院广 州化 学研 究所 1 摘
50 5 ) 2 1 6 0 ( .中国科 学院研 究 生 院 北京 1 0 3 ) 0 09
要 :多面体 齐聚倍 半硅 氧 烷 ( O S 是 一 类 具 有 三 维 立 体 结 构 的 无 有机 杂 化 材 料 。采 用 P S)


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、f {1 x
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化体 的燃 着 时 间却 缩 短 2倍 。P S/ P O S T U杂 化 体燃

POSS/聚合物纳米材料的制备方法及应用

POSS/聚合物纳米材料的制备方法及应用

POSS/聚合物纳米材料的制备方法及应用本文介绍了POSS/聚合物纳米复合材料的几种制备方法及POSS纳米复合材料在航天航空,生物医药,多孔材料和光固化材料等方面的应用。

标签:POSS;纳米复合材料;制备方法;应用自19世纪50年代Scott[1]首次合成低聚物倍半硅氧烷以来,在众多研究领域引起了广泛的关注。

随着研究不断深入,多面体笼形倍半硅氧烷(POSS)已成为一种十分重要的有机-无机杂化材料,它具有无机材料的热稳定性和优异的力学性能,同时兼具有机材料的韧性好,密度低的优点。

POSS是一种具有三维结构的有机-无机纳米粒子,直径约为1~3 nm,其结构简式为(RSiO1.5)n (n≥4),其中以n=8较多,形成不同的结构类型,主要有无规、梯形、桥形、笼形等[2]。

POSS主要具有如下2个结构特点:(1)由Si和O组成的无机支架结构,赋予杂化材料良好的耐热及力学性能;(2)八个Si顶点处接有八个有机取代基团,这些有机取代基团可分为两大类:一类是惰性基团,如环己基、环戊基、乙基、异丁基等;另一类是活性基团,如各类烯基、环氧基、氨基等。

这些有机基团不仅有利于分子设计,而且可以增加POSS在有机溶剂中的溶解性,同时也能够改善与聚合物之间的相容性,更为重要的是,反应性基团可以实现POSS分子与聚合物之间的化学键合[3]。

本文主要介绍POSS/聚合物纳米复合材料的制备方法及应用进展。

1 POSS/聚合物纳米复合材料的制备方法1.1 物理共混法共混法是制备POSS/聚合物纳米复合材料的重要方法之一,POSS顶点处的8个有机取代基团,这些基团与聚合物有良好的相容性,因此,这使得它们共混并不困难。

物理共混法成本较低,加工方便,可以在一定程度上提高材料的物理性能。

(1)熔融共混Du等[4]采用熔融共混将MAP-POSS[MAP=-(CH2)3OOCC(CH3)=CH2]加入到氯乙烯、氯化聚乙烯共聚体中,制备了PVC/CPE/MAP-POSS复合材料。

聚氨酯弹性体胶浆的制备及性能研究

聚氨酯弹性体胶浆的制备及性能研究
40 PU Market
Market Analysis of PU Raw Materials, Market Intelligence of Relevant Materials, Customs Data, and BBS Forum are all in PU market.
26 Special edition for construction industry
Technology exchange----“Study on Bearing and Safety of Polyphenyl Board Outer Thermal Insulating System”: It has not been long to spread and apply external wall external insulation system since these years’development, however, there still exist some problems in practice. Those problems involve in bearing and safety, fireproofing, crack-proofing and lifespan in expansion polyphenyl board thin-plaster system, bothering the external insulation industry. ¡“the Development Trend of External Wall Coatings ––– Weatherable and ColorPreservable”: With the development of architecture technology, it is required that the decorative effect of coatings will not decline as soon as time passing and can resist various environmental pollution, which need external coating materials be high weatherable and color-preservable, and high capacity of pollution resistance. That is an important direction.

POSS的合成及在聚氨酯弹性体中的应用

POSS的合成及在聚氨酯弹性体中的应用

西南科技大学硕士学位论文POSS的合成及在聚氨酯弹性体中的应用姓名:***申请学位级别:硕士专业:分析化学指导教师:***20080414西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要多面体低聚倍半硅氧烷(Polyhedral01igomericsi1sesquioxane,简称POSS),它由三维Si一0一Si短链形成的无机骨架和完全覆盖它的有机取代基组成,具有相当对称的纳米结构。

顶角取代基可为惰性有机基团或功能性的基团,基于其顶角取代基的不同,将POSS引入到聚合物中可以合成一系列的P0ss/聚合物复合材料,并可以使聚合物在热性能、力学性能上得到较大改善,因此近年来POSS/聚合物的研究引起了人们的很大兴趣。

本文用水解缩合法合成出氯丙基POSS和乙烯基POSS,并在这两种POSS化合物上进行分子的设计,合成出了POSS的环氧化物、乙羟基POSS两种化合物,并对丙羟基POSS的合成进行了探索。

通过物理分散的方式将合成出的POSS应用到聚氨酯弹性体中,合成出POSS/聚氨酯弹性体,通过对POSS/聚氨酯弹性体性能的研究发现,POSS(氯丙基和乙烯基)/聚氨酯弹性体的拉伸强度在POSS的量为0.5(1009/PTMG,下同)组分最大,而POSS(氯丙基)/聚氨酯弹性体的100%定伸应力在POSS用量为1组份时最大,POSS(乙烯基)100%定伸应力在2组份时最大,POSS/聚氨酯弹性体热学性能也有一定的提高,其中其分解温度在POSS用量为3组份时到达最高为200℃,并通过SEM对POSS/聚氨酯弹性体形貌结构做了分析,发现在先用高速剪切分散后再用超声分散的分散效果最佳。

关键词:多面体低聚倍半硅氧烷合成聚氨酯弹性体西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractPolyhedraloligomericsilsesquioxanes(POSS)haVerecentlyattractedmoreandmoreinteres.Ithasauniquestructureaninorganicsilica—likecore(Si8012)surroundedbyeightorganiccornergroups.ThethermalpropertiesandmechanicalpropertiesofpolymerscanlargelybeinlproVedbyintroducingPOSStothep01ymermatrix.Therefore,POSS/p01ymerscompositematerialsarebecomingafocusofresearch.Inthispaper,weuessol-gelsyntheticmethodtosynthesizeproductschloropropylPoSSandvinylPOSS,thenusetheinitialmolecules(PoSS)toPoSSsynthesisPOSSwiththeepoxideandhydroxylPOSS,andapplicationthetopolyurethaneelastomerthroughphysicaldispersion,synthesizedPOSS/polyurethaneelastomer,basedonPOSSperformancestudywefound,POSS(chloropropylandVinyl)polyurethaneelastomerinthetensilestrengthof0.5POSSthelargestcomponent,POSS(chloropropyl).Polyurethaneelastomer100%elongationwheninagroupofthelargest,PoSS(Vinyl)100%elongationinthetwogroupswereatthemost,POSS.basedpolyurethaneelastomerthermalpropertiesthereisacertainimprovement,inwhichthedecompositionmaximumoftemperatureinthePoSSintheamountofthreegroupsarriVedata2000CandthePOSS/polyurethaneelastomermorphologywereanalyzedthroughtheSEMand{-oundthatthedispersedaRerahigh—speedshearinpolyurethanedispersedbyultrasonicdispersioncangetgooddisperationelastomer.Keyword:p01yhedraloligomericsilsesquioxanes;synthetic;polyurethaneelastomer独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

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化工新型材料第38卷
从图4中的TG曲线上可以看出,OapPOSS在800℃下约有70%的残余物,同时从DTA曲线上可以看出,在427℃附近有一个放热峰,这可能是Oap—POSS中的部分NHz-C。

H。

一从POSS骨架上断裂引起的。

OapPOSS的TG及DTA数据表明,POSS骨架与苯环结构相联接,具有较好的热稳定性。

从DTA曲线上可以看出,在320℃附近有一个放热峰,这是MDI中的一NCO与OapPOSS中的NH2-反应形成的脲基的分解温度,而普通脲基的分解温度约为260℃,这表明,将POSS的分子结构引入聚合物的分OapPOSS与MDI反应形成的聚合物(颜色深的物质)将少量的反应物(内部颜色浅的物质)包裹起来造成的,由于这些粒子的粒径较小,因此,以预聚体法合成的PNPU在宏观上是透明的。




囊图5预聚体法与一步法合成的PNPU、SNPU的显微镜照片
图4OapPOSS及其与MDI的反应产物的TG-DTA曲线
子链中能够提高聚合物的分解温度;从OapPOSS与MDI的反应产物的TG曲线上可以看出,其在800℃下约有46%的残余物,这正好是OapPOSS在反应体系中的质量份数,这也进一步证明,OapPOSS与MDI的反应产物发生的热分解主要是二者形成的脲基断裂导致的。

2.2不同方法合成的OapPOSS交联改性PUE的形貌及性能
图5是以预聚体法制备的PNPU以及一步法制备的SNPU-P以及SNPU-M在KH3000VD光学显微镜下用透射法拍摄的照片。

从图5中可以看出,预聚体法合成的PNPU(在宏观上是非常透明的)在低倍数下基本看不到固体粒子的存在(如图5(a)),但是放大到500倍时,可以看到基体中仍然存在有尺度约40/_tm以下的粒子(如图5(b)),这些粒子呈一种明显的核一壳结构(表面颜
以一步法合成的SNPU-P与预聚体法合成的PNPU相比,其内部存在尺度约500pm以下的物质,SNPU—P中,这些物质在基体中分散较为均匀,这是由于OapPOSS中的一NH:的反应活性高于大分子多元醇中的一OH的反应活性,即分散在多元醇中的OapPOSS先与MDI发生反应形成聚合物,而溶解在溶剂中的OapPOSS在多元醇中的分散较为均匀,因此,其与MDI反应形成的产物也是比较均匀的分散在PUE基体中。

在SNPU-M中,基体中存在的物质的形态与SNPU-P中的又明显不同,即大部分基体是透明的,而局部位置分散有尺度为Inrn级的线状物,这主要是由于OapPOSS中的一NH2的反应活性很高,在OapPOSS与MDI的混合过程中,二者迅速发生反应,形成聚合物,导致在加人多元醇之前,大部分的OapPOSS就与MDI发生了反应,因此再将其与多元醇混合后,先反应形成的聚合物就分散在MDI与多元醇反应形成的聚氨酯基体中了。

同时,从照片中还可清晰的看到,这种线状物与PNPU中的粒子一样,也是一种核一壳结构。

表1是将溶解在溶剂中的OapPOSS先混合在不同的反应原料中后,然后以一步法合成的Oap一
色深、内部颜色浅),这可能是在预聚反应过程中POSS改性PUE的拉伸性能数据。

表1一步法合成的OapPO鹤交联的PUE的拉伸性能
八氨苯基POSS交联改性聚氨酯弹性体的制备与性能
作者:田春蓉, 王建华, 卢成渝, 梁书恩, 蔚春蓉, 孙杰, 程克梅, Tian Chunrong,Wang Jianhua, Lu Chengyu, Liang Shuen, Wei Chunrong, Sun Jie, Cheng Kemei
作者单位:中国工程物理研究院化工材料研究所,绵阳,621900
刊名:
化工新型材料
英文刊名:NEW CHEMICAL MATERIALS
年,卷(期):2010,38(z1)
被引用次数:0次
1.Lichtenhan J D.Feher F J.Gilman J w Silsesquioxane-silox ane copolymers from polyhedral silsesquioxanes 1993
2.Liehtenhan J D.Otonafi Y.Can M J Linear hybrid polymer building blocks:methaerylate-funetionalized polyhedraloligo merie silsesquioxane monomers and polymers 1995
3.Bruce X Fu.Benjamin S Hsiao.Henry White Nanoscale reinforcement of polyhedral oligomeric silsesquioxane(POSS)in polyurethane elastomer 2000
4.Liu Hongzhi.Zheng Sixum Polyurethane networks nanoreinforced by polyhedral oligomeric silsesquioxane 2005
5.Bartfomiej Janowski.Krzysztof Pieliehowski Thermo(oxidative)stability of novel polyurethane/POSS nanohybrid elastomers 2008
6.田春蓉.王建华.孙杰多面体低聚倍半硅氧烷在聚氨酯弹性体中的应用初探 2009
7.王建华.田春蓉.顾远PUE/OMMT纳米复合材料的制备与性能研究 2006
1.期刊论文卢成渝.田春蓉.王建华POSS/PUE纳米复合材料的制备与表征-材料导报2010,24(10)
利用多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)对聚氨酯弹性体(PUE)进行了改性,研究了带有不同基团的POSS(八苯基POSS和乙烯基POSS)及不同用量的POSS对聚氨酯性能的影响.结果表明,聚氨酯弹性体的力学性能有一定提高.动态力学测试(DMA)表明,POSS/PUE的储能模量和阻尼性能得到提高,玻璃化转变温度变化不大.热失重分析(TGA)表明,八苯基POSS/PUE和乙烯基POSS/PUE复合材料的初始热分解温度比聚氨酯弹性体分别提高了28.6℃和15℃,材料热稳定性得到提高.通过扫描电镜观察到随着POSS含量的增加其在基体中的分散性下降.
本文链接:/Periodical_hgxxcl2010z1025.aspx
授权使用:河南理工大学(hnlg),授权号:d14f3b68-46aa-4068-80bf-9dda01629d34
下载时间:2010年8月22日。

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